粉煤灰和聚氯乙烯回收料复合材料及其制法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑材料领域，主要是复合材料技术领域，具体涉及粉煤灰和聚氯乙 烯复合材料及其制法和应用。
【背景技术】
[0002] 粉煤灰是燃煤电厂生产过程中产生的一种固体废弃物，产量约占燃煤总量的5~ 20%。我国粉煤灰年排放量约5亿吨，目前我国粉煤灰堆放量20亿吨以上，储灰场占用土 地约4X104km2,这不仅严重污染环境，也占用了大量的土地资源。粉煤灰中含有大量的硅铝 氧化物，如果将粉煤灰中的主要成分加以利用，就可以"变废为宝"，达到保护环境的目的。 目前已有掺杂粉煤灰制备轻质材料、耐火材料、隔热保温材料、建筑材料、日用陶瓷材料等 技术应用，但是对粉煤灰进行高附加值利用的效果并不是很明显。
[0003] 聚氯乙烯（PVC)树脂是由氯乙烯（VC)单体聚合而成的热塑性高聚物，是世界上 四大通用塑料之一，由于其具有优良的加工性能和物理化学性能，被广泛应用于建筑材料、 工业制品、日用品、发泡材料、密封材料、纤维材料等各个领域。传统板材的制备工艺如图1 所示：先将原料筛分进行预处理后，按设计的配方准确称量各种物料组分，之后进行配料混 合、通过上料机进行上料、转入挤出机挤出、定径、成型、冷却、牵引、切割等板材制备工序， 最终得到板材成品。据推算，我国PVC的需求量以每年10%的速度递增，PVC的大量使用必 然也导致大量废品的产生，这些废品污染着河流、湖泊等人类赖以生存的环境，PVC的回收 利用，不仅可以解决环保问题，而且可以缓解资源紧缺的压力，尤其在PVC原料价格持续上 涨的今天，其回收再利用具有重要的意义。
[0004] 针对粉煤灰和废旧PVC的污染问题，如何综合利用这些粉煤灰和废旧PVC，使之变 废为宝，是人们普遍关心的问题，也是材料领域科研人员和环境保护者值得研究的课题。
[0005]目前关于利用粉煤灰和工业PVC制备复合材料的专利已有报道，特别是制备的 仿木、石塑地板已逐渐在建材领域得到应用。胡勇（中国专利，CN201410521956.6,一 种粉煤灰复合地板）公开了一种利用粉煤灰和PVC制备复合地板的方法，其废物（粉煤 灰）利用比例为67%~68% ;于德胜（中国专利，CN201010281212.3, 一种石塑仿木地 板及其加工方法）公开了一种石塑仿木地板及其加工方法，其废物（废旧PVC粒料）利 用比例为24.9% -68.3% ;倪雨舒（中国专利，CN201410064742.0,一种粉煤灰板材）公 开了一种粉煤灰板材，其废物（粉煤灰）利用比例为42%~56% ;王习东等（中国专利， CN201410114555. 9, 一种利用粉煤灰制备仿木地板的方法）公开了一种利用粉煤灰制备仿 木地板的方法，其废物（粉煤灰）利用比例为86 %~94%。
【发明内容】
[0006] 本发明解决的技术问题是：上述利用粉煤灰和工业PVC制备复合材料的生产工艺 仍存在诸多问题，包括：（1)原料成本高；(2)产品附加值低；（3)生产工艺复杂；(4)废物利 用比例低；（5)在制备过程中由于加入了多种辅料使产品回收利用率低。
[0007] 本发明的目的是：利用固体废弃物粉煤灰和废旧PVC，通过科学配比合理工艺制 备板材，使其原料成本低，制备工艺简单，附加值高，产品可回收再利用，可以获得良好的经 济效益。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种粉煤灰和聚氯乙烯回收料复合材料，以 粉煤灰和废旧PVC为主要原料，采用含有下述组分的原料制成：粉煤灰60-85重量份，聚氯 乙烯回收料13-37重量份，稳定剂0. 5-2重量份，第一润滑剂0. 1-1重量份，和第二润滑剂 0. 1_1重量份；
[0009] 其中，所述第一润滑剂选自硬脂酸或硬脂酸醇、硬脂酸钙或硬脂酸锌的一种或两 种以上，所述第二润滑剂选自石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或氧化聚乙烯蜡的一种或两种以 上。
[0010] 本发明中废物（粉煤灰和废旧PVC)利用比例为97~99. 3%，且原料成本低廉、产 品附加值高、生产工艺简单、产品可完全回收再利用。本发明为粉煤灰和废旧PVC的综合利 用提供了一条新的技术支撑，可以获得良好的环保效益；本发明使得粉煤灰和废旧PVC"变 废为宝"，填补了利用粉煤灰和PVC回收料制备板材领域的空白。
[0011] 具体来说，针对现有技术的不足，本发明提供了如下技术方案：
[0012] -种复合材料，其特征在于，其采用含有下述组分的原料制成：粉煤灰60-85重量 份，聚氯乙稀回收料13-37重量份，稳定剂0. 5-2重量份，第一润滑剂0. 1-1重量份，和第二 润滑剂〇. 1_1重量份；
[0013] 其中，所述第一润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸醇、硬脂酸钙或硬脂酸锌的一种或两种 以上，所述第二润滑剂选自石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或氧化聚乙烯蜡的一种或两种以上。
[0014] 一种复合材料，其特征在于，其采用下述组分的原料制成：粉煤灰60-85重量份， 聚氯乙稀回收料13-37重量份，稳定剂0. 5-2重量份，第一润滑剂0. 1-1重量份，和第二润 滑剂0. 1-1重量份；
[0015] 其中，所述第一润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸醇、硬脂酸钙或硬脂酸锌的一种或两种 以上，所述第二润滑剂选自石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或氧化聚乙烯蜡的一种或两种以上。
[0016] 优选的，上述复合材料中，所述粉煤灰为70-85重量份，所述聚氯乙烯回收料为 13-30重量份。
[0017] 优选的，上述复合材料中，所述稳定剂为0. 5-1重量份，第一润滑剂为0. 1-0. 5重 量份，第二润滑剂为〇. 4-0. 6重量份。
[0018] 优选的，上述复合材料中，所述第一润滑剂为硬脂酸。
[0019] 优选的，上述复合材料中，所述稳定剂选自无尘铅盐多功能复合稳定剂或I丐锌复 合稳定剂。
[0020] 优选的，上述复合材料中，所述粉煤灰的化学组成包括二氧化硅和三氧化二铝， 所述二氧化硅的质量含量为50-60%，优选为51-52% ;所述三氧化二铝的质量含量为 20-40%，优选为 26-30%。
[0021 ] 优选的，上述复合材料中，聚氯乙烯回收料的氯元素含量为50_86wt%，氧化钙含 量为 2-28wt%。
[0022] 优选的，上述复合材料中，所述粉煤灰的粒度以通过泰勒制筛后，筛余量小于5% 为准，所述用于筛分粉煤灰的泰勒制筛的目数为100-200目，优选为120-200目。
[0023] 优选的，上述复合材料中，聚氯乙烯回收料的粒度以通过泰勒制筛后，筛余量小于 5%为准，所述用于筛分聚氯乙烯回收料的泰勒制筛的目数为40-60目，优选50-60目。
[0024] 本发明还提供上述复合材料的制备方法，包括下述步骤：
[0025] (1)筛分：将粉煤灰和聚氯乙烯回收料进行筛分；
[0026] (2)配料混合：按照重量比称取粉煤灰、聚氯乙烯回收料、稳定剂、第一润滑剂和 第二润滑剂进行混合，混合温度为120-140°C，再将其冷却至20-50°C;
[0027] (3)挤出：将步骤（2)所得混料转入挤出成型机中将其挤塑成型；得到所述复合材 料。
[0028] 优选的，上述制备方法中，所述挤出成型机包括挤压部件，所述挤压部件包括主机 电机、挤压料筒和主机螺杆，所述主机螺杆在物料输出的一端安装有合流芯和机头；
[0029] 其中，所述挤压料筒沿物料输出方向依次分为四段：料筒第一段温度为 182-194Γ，料筒第二段温度为180-190°C，料筒第三段温度为175-186°C，料筒第四段温度 为 175-185。。。
[0030] 优选的，上述制备方法中，所述合流芯的温度为165-175Γ，所述机头的温度为 175-185°C。
[0031] 优选的，上述制备方法中，所述主机螺杆转速为ll_19r/min。
[0032] 优选的，上述制备方法中，所述挤出成型机还包括喂料部件，所述喂料部件包括喂 料电机、喂料筒体和喂料螺杆；所述喂料螺杆转速为